Biến rác thải nhựa thành xăng trong một bước

Interesting Engineering đưa tin các nhà khoa học tại Mỹ và Trung Quốc phát triển một phương pháp một bước để biến rác thải nhựa độc hại thành xăng, với hiệu suất hơn 95% ở nhiệt độ phòng. So với phương pháp truyền thống, quy trình của họ đòi hỏi ít năng lượng, thiết bị và đơn giản hơn, có thể mở rộng cho ứng dụng công nghiệp. Ở cuối quá trình biến đổi là thành phần chính của xăng hoặc dầu, nguyên liệu hóa học và axit hydrochloric, có nghĩa sản phẩm cuối cùng có thể sử dụng cho xử lý nước, sản xuất kim loại, dược phẩm, thực phẩm hoặc ngành công nghiệp dầu mỏ.

"Phương pháp này hỗ trợ nền kinh tế tuần hoàn bằng cách biến đổi rác thải nhựa đa dạng thành các sản phẩm có giá trị chỉ trong một bước duy nhất", nhóm nghiên cứu chia sẻ trên tạp chí Science hôm 14/8. Tác giả bài báo bao gồm các nhà khoa học từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương do Bộ Năng lượng Mỹ tài trợ, Đại học Columbia, Đại học Kỹ thuật Munich và Đại học Sư phạm Hoa Đông (ECNU).

Phần lớn sản lượng nhựa toàn cầu sẽ trở thành rác thải nhựa khó tái chế

Để biến đổi hiệu quả rác thải nhựa khó phân hủy thành xăng cao cấp ở nhiệt độ và áp suất môi trường trong một bước, nhóm nghiên cứu kết hợp rác thải nhựa với isoalkan nhẹ, một loại hydrocarbon hoặc hợp chất hữu cơ có sẵn như phụ phẩm từ các quy trình lọc dầu. Quy trình của họ tạo ra hydrocarbon, chủ yếu là phân tử có 6 - 12 carbon, thành phần chính của xăng. Axit hydrochloric thu được có thể trung hòa an toàn và tái sử dụng như nguyên liệu thô trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại.

Hiệu suất biến đổi nhựa ở 30 độ C đạt 95% đối với ống PVC mềm hoặc 99% đối với ống PVC cứng và dây PVC. Các nhà nghiên cứu cũng thử nghiệm biến đổi hỗn hợp vật liệu PVC cùng rác thải polyolefin và nhận thấy hiệu suất biến đổi đạt 96% ở 80 độ C. Theo họ, quy trình này phù hợp để xử lý dòng rác thải PVC và polyolefin trong thực tế.

Phần lớn rác thải nhựa trên thế giới bao gồm polyolefin, đặc biệt là polyethylene và polypropylene, chiếm khoảng 1/2 sản lượng nhựa toàn cầu. Dẫn xuất clo hóa của chúng, polyvinyl chloride (PVC) chiếm 10% sản lượng. Những loại nhựa này được sử dụng trong mọi sản phẩm từ bao bì và hộp đựng đến đường ống, thiết bị gia dụng, thiết bị y tế và quần áo. Sản lượng nhựa tích lũy toàn cầu hiện nay đạt 10 tỷ tấn và phần lớn trong số đó sẽ trở thành rác thải khó tái chế.

PVC được sản xuất bằng vinyl chloride, loại khí không màu mà Cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ xếp vào nhóm chất gây ung thư. Phương pháp truyền thống biến rác thải nhựa thành năng lượng như đốt cháy đòi hỏi khử clo ở PVC trước khi xử lý để ngăn chặn việc phát thải hợp chất độc hại. Phương pháp tái chế hóa học nhằm phân hủy nhựa thành các thành phần hóa học cũng yêu cầu khử clo ở nhiệt độ cao. Quy trình nhiều bước như vậy làm giảm hiệu suất và tiêu tốn năng lượng, dẫn tới nhu cầu về một quy trình đơn giản hơn.